防渗墙接头处夹渣原因分析及处理

2021-04-03范志军

东北水利水电 2021年2期

关键词：浮渣槽孔夹渣

范志军，张欢

（内蒙古引绰济辽供水有限责任公司枢纽分公司，内蒙古乌兰浩特137400）

1 问题基础设计

防渗墙槽孔设计。1号槽孔，2号槽孔。

问题设计。1号槽孔与2号槽孔接头处出现夹渣现象。

问题详细描述。防渗墙下部不设钢筋笼，只在防渗墙顶部下设预埋钢筋笼。

在浇筑过程中2号槽孔浇筑速度为4 m/h，在结果过程中因顶部硬盖被钢筋笼卡住，混凝土突破硬盖时，偏向1号槽孔接头部位突破滞后。

后期在凿除桩头时，在1号槽孔与2号槽孔墙体接头处发现夹渣（主要位于1号槽孔弧窝处），为保证质量，需对该部位进行修补处理。

凿除施工后，通过风镐继续对发现夹渣处进行凿除，挖至设计墙顶深度1.6 m 处，夹渣形状椭圆形，长轴长约15 cm，该位置水平方向距防渗墙接缝位置6 cm，之后由于空间狭小，人工开挖困难，从1.6 m采用掏挖方式至2.7 m，均为夹渣。

2 调查详细设计

2.1 初步调查

钎探仅能达2.7 m 深，后采用岩心钻（130 mm孔径）取芯查探，根据芯样情况判定缺陷深度。

经岩芯钻机取芯探查（孔径76 mm）。2.7～4.3 m，岩芯长度1.1 m 为沉淀夹渣。4.3～5.1 m 位置岩芯为混凝土，长度0.6 m。

2.2 复勘及复查

为了解查探夹渣范围及尽可能地清除夹渣：

1）在原孔位采用大口径130 钻孔。

2）在该位置四周钻孔，查勘其影响范围。

现场实际钻孔勘查共钻孔6个。

此次钻孔全部为130 mm 孔径。1号孔，在1号槽孔边端，确认该夹渣情况为2号槽孔发生，1号槽孔并无问题；2号孔，在原探孔上进行扩孔，以尽可能多地掏出夹渣；3 和4号孔，2号槽孔预埋管小桩号侧，距2号探孔0.4 m，以查探夹渣范围有无往2号槽孔横向及纵向范围扩散；5 和6号孔，在原探孔的上下游方向，以探明夹渣在上下游的影响范围。

取芯情况说明：

1）1号孔位于1号槽孔与2号槽孔交接处，实际位于1号槽孔，钻孔深度为1.6～3.1 m，因取芯非常完整，故只钻取了3.1 m，并证明1号槽孔在此处无夹渣情况发生，确认夹渣问题只发生在2号槽孔。

2）2号孔是在发生夹渣处的正位置对原钻孔进行扩孔，因原钻孔影响，实际钻孔下部略有偏差，但底部合格混凝土位置与原在此位置探孔位置基本一致，因此，可证明夹渣底部位置在4.3 m左右，其中1.6～3.3 m 因原钻孔影响，未取出岩芯，3.3～4.3 m 为夹渣，与原探孔情况一致。

3）3和4号孔位于2号槽孔边端预埋管小桩号侧，以探明夹渣向2号槽孔小桩号端扩散范围，这两个孔取芯非常完整，其中4号孔与预埋管相交，切割取出预埋管铁片，可证明夹渣范围未到此处。

4）5号和6号孔分别位于夹渣处上下游侧，以探明其上下游方向的扩散范围，因开孔位置处于陡坡，上部（1.6～2.5 m）0.9 m 段岩芯被挤压的较碎，未取出岩芯，从2.5 m 开始取出岩芯。其中5号孔取芯基本完好，因其正好处于1号槽孔与2号槽孔的接缝位置，因此岩芯呈纵向两半状。6号孔上部和1号槽孔与2号槽孔的接缝相交，下部偏离，因此上部取芯呈两半状,下部较完整。

3 原因分析

在问题描述中2号槽孔浇筑速度为4 m/h，查询规范SL174-2014《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》19 页第8.8.8条第2条：混凝土面上升速度不应小于2 m/h，实际浇筑速度为4 m/h，符合规范要求，故初步判定该处不合格混凝土形成原因为槽孔混凝土浇筑时，顶部硬盖被钢筋笼卡住，混凝土突破硬盖时，接偏向1号槽孔接头部位突破滞后，硬盖上方的部分浮渣被推至突破滞后的方向，其比重小于混凝土，其被推至最边缘处，即1号槽孔的弧窝处。由于此时的混凝土大部分为从2号槽孔中部方向过来，混凝土对推至1号槽孔弧窝处的浮渣并无较强的浮升之力，因此在1号槽孔弧窝处形成一段浮渣柱。

一般情况下，该浮渣柱下小上大，因为随着浇筑的进行，混凝土导管内外压力差越来越小，浇筑时下料难度越来越大，因此要求导管埋深也会相应减少以减少混凝土下料阻力（在SL174-2014《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》第18 页第8.1.8条，第1条：当混凝土顶面接近孔口或设计墙顶高程时，为便于混凝土流动，导管埋深可适当减小，但不宜小于1.0 m）。在导管埋深减小的情况下，混凝土对最边端部位的顶浮力会相应减小。因此，槽孔边端的浮渣一般均是越往上越大。

混凝土硬盖卡在钢筋笼下原因分析：防渗墙在浇筑时，混凝土顶部混凝土处于相对静止状态，一般会逐渐变硬，随着时间的推移，顶部硬盖会越来越硬，如果槽孔内下设有钢筋笼，有时会顶起钢筋笼（在SL174-2014《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》第78 页第12.0.4条：在防渗墙和地下连续墙施工中，在混凝土浇筑过程中，钢筋笼上浮事故时有发生）。通常情况下，浇筑过程中，钢筋笼会不断破坏这层硬盖，使其强度难以持续升高，但当槽孔内无钢筋笼时，这层硬盖一般会推至防渗墙顶部。而该设计中，下部未下设有钢筋笼，只在防渗墙顶部下设预埋钢筋笼，混凝土顶部不断上升的硬盖推至钢筋笼下部时，从而较易顶起钢筋笼或卡在钢筋笼底部。

4 复查情况分析

复勘取芯情况分析：从1-6号孔取芯情况可以看出，夹渣位置顺轴线及上下游侧均无扩散迹象，其范围仅限于从外面观看到的范围，下部并无鼓肚发生。夹渣情况完全与前期判断分析一致，夹渣在纵向方向只有一段夹渣柱，且只在1号槽孔的弧窝处发生，其发生实际原因为：混凝土浇筑时顶部硬盖卡在钢筋笼下，混凝土在突破此位置时突破点偏槽孔中间方向，因混凝土比重大于浮渣，浮渣被推至槽孔最边端，由于混凝土从侧向过来，对边端浮渣顶浮力不够，在1号槽孔弧窝处形成一段夹渣柱。

5 处理方案

因1，3，4号孔并未处于夹渣范围内，对此3 孔作封孔处理。

2号孔因处于夹渣位置，对该孔进行冲洗并灌浆处理，5 和6号孔因处于接缝位置，也采用2号孔的处理方式，可对原1号槽孔与2号槽孔连接接缝进行补强，可提升原防渗墙的防渗效果。

上部人工开挖部分采取高一标号混凝土浇筑至设计墙顶高程。

具体施工程序如下：

1）对1，3，4号钻孔依次冲洗干净后，采用0.5∶1 浓浆置换封孔，并纯压30 min 结束。

2）2，5，6号钻孔分别卡塞（先5，6号孔后中间2号孔），孔内封闭，采用脉冲式压水冲洗，冲洗压力采用0.8 MPa，为灌浆压力的80%。尽量清洗出孔缝淤积，直至回水返清。待回水返清10 min 后用0.5∶1.0纯水泥浆液进行灌注，灌浆压力1.0 MPa，如果不起压，浆液会在接缝或旁边钻孔冒出，可将旁边钻孔下塞堵上继续灌浆。由于冒浆无法灌注时，当全部冒出浓浆后，待凝，8 h 后扫孔复灌。结束标准：在1.0 MPa 压力下，注入率不大于1 L/min后，保持回浆压力不变，继续灌注30 min，灌浆即可结束。

3）待坑内4个钻孔处理全部结束，放置满24 h后，对上面混凝土进行适当凿除及修整，此修整作用是改善上下混凝土的连接受力，并加大上下游方向的渗水通道距离，提升防渗效果。

4）上部混凝土修整完毕后，将上部的稀浆及水、浮渣清理干净，表面人工进行凿毛处理，然后冲洗干净，表面涂抹2 mm 的混凝土界面剂，采用高一级标号混凝土浇筑至设计墙顶高程，顶部按设计要求预留键槽。注意开浇时，先填满坑内4个钻孔上部的空余部分。

5）上部两个钻孔（3、4号钻孔）待凝3 d 后，将上部空余部分用高一标号砂浆填满，抹平。